一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及材料力學性能【技術領域】，具體涉及一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置。包括基座、兩個加載塊、銷釘、螺母、導軌和試驗件；試驗件表面粘貼有應變測量元件；基座對稱的兩個側(cè)壁開有同軸的通孔并安裝有導軌；兩個加載塊分別穿過基座兩端側(cè)壁的通孔并露出；將試驗件兩端分別安裝在兩個加載塊凹槽內(nèi)，通過銷釘穿過試驗件和加載塊；在加載塊的外螺紋部分安裝螺母。有益效果：能夠?qū)崿F(xiàn)金屬試驗件在純拉伸應力下的應力腐蝕試驗測試，通過采用應變測量元件可實現(xiàn)應力水平的精確控制以及大批量試驗的同時開展，可以采用全浸泡的方式進行研究，試驗數(shù)據(jù)可以更有效的反應金屬材料的抗應力腐蝕性能。
【專利說明】一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及材料力學性能【技術領域】，具體涉及一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置。
【背景技術】
[0002]當金屬材料長期處于腐蝕性介質(zhì)中，同時本身又具有一定應力作用時，其腐蝕速率通常比無應力作用情況下更快，其壽命更短，因此，對于金屬材料的應力腐蝕性能進行研宄是確保處于腐蝕環(huán)境結(jié)構安全關鍵試驗。
[0003]目前針對應力腐蝕試驗主要包括了恒載荷法、恒變形/應變法和緩慢速率拉伸法等，每種方法都有其適用范圍及測試重點，其中恒載荷法通常采用杠桿原理施加某一恒定載荷，試驗設備較大，通常適用于少量試驗；恒變形/應變法可通過一定加載裝置施加一定的變形或應變，然后進行浸泡加載，此方法可以制備大量加載裝置，可進行大批量浸泡試驗；緩慢速率拉伸法是將試件置于腐蝕環(huán)境中，同時采用高精度加載試驗機進行緩慢加載，應變速率一般在1X10-6/8以內(nèi)，主要研宄金屬材料的應力腐蝕敏感性，通常適用于少量試驗。
[0004]原有恒變形/應變加載裝置采用了三點彎曲的方式進行加載，通過三點彎公式來確定加載應力水平，由于對彎曲撓度的測量經(jīng)常不精確，從而加載載荷通常不精確，可以通過粘貼應變傳感器來檢測應變，達到加載效果；還有一些采用V形、0形等特殊形狀試樣，采用螺栓等簡單裝置即可進行加載，其原理也是通過施加一定彎曲載荷來施加應力。這種方法通常情況下對應力的控制不夠準確，同時試樣截面上應力是不均勻，對于腐蝕裂紋擴展以后，對應力狀態(tài)影響較大，不利于試驗結(jié)果的分析。因此，需要提出一種新型的金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，可以實現(xiàn)試樣的純拉伸加載。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，實現(xiàn)大批量純拉伸應力狀態(tài)下金屬材料的恒變形/應變時的應力腐蝕試驗，解決了金屬材料應力腐蝕試驗中試樣截面應力狀態(tài)均勻性問題。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案:
[0007]一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，包括基座、兩個加載塊、銷釘、螺母、導軌和試驗件；
[0008]試驗件的兩端開有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘相適應，表面粘貼有應變測量元件，試驗件中間還開有預制裂紋；基座對稱的兩個側(cè)壁開有同軸的通孔，通孔內(nèi)安裝有導軌；加載塊的一端開有凹槽，還開有垂直于并穿過凹槽的銷釘安裝孔，另一端為圓柱形，并且具有外螺紋；兩個加載塊分別穿過基座兩端側(cè)壁的通孔，并露出加載塊的外螺紋；將試驗件兩端分別安裝在兩個加載塊的凹槽內(nèi)，通過銷釘穿過試驗件和加載塊的銷釘安裝孔；在加載塊的外螺紋部分安裝螺母。
[0009]所述基座對稱的兩個側(cè)壁開的通孔為方形孔，加載塊開有凹槽的一端外形為方形，與基座側(cè)壁的方形孔形狀相適應。
[0010]所述加載塊的外螺紋與螺母之間安裝有墊片。
[00111 所述的螺母為帶有自鎖功能的螺母。
[0012]所述基座上的導軌、加載塊上的外螺紋以及螺母與墊片間隙均進行潤滑。
[0013]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的技術方案可以實現(xiàn)金屬試驗件的純拉伸應力下的應力腐蝕試驗測試，通過采用應變傳感器可實現(xiàn)應力水平的精確控制，此裝置可以實現(xiàn)大批量試驗的同時開展，可以采用全浸泡的方式進行研宄，試驗數(shù)據(jù)可以更有效的反應金屬材料的抗應力腐蝕性能，本實用新型所提供的裝置可以廣泛應用于金屬材料的應力腐蝕試驗研宄。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所述裝置的裝配圖
[0015]圖2為本實用新型所述裝置的加載原理圖
[0016]圖3為本實用新型所述裝置的基座結(jié)構不意圖
[0017]圖4為本實用新型所述裝置的加載塊結(jié)構示意圖
[0018]圖5為本實用新型所述裝置的建議試驗件示意圖
[0019]圖中，1-基座，2-加載塊，3-銷釘，4-墊片，5-螺母，6-導軌，1-試驗件。
【具體實施方式】
[0020]下面以為例，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0021]一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其結(jié)構如圖1和圖2所示，包括基座1、兩個加載塊2、兩個銷釘3、兩個墊片4和兩個螺母5。
[0022]本實施例采用的試驗件7為長方形薄片，其形狀如圖5所示，兩端開有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘3相適應，試驗件7中間開有預制裂紋；試驗件7表面粘貼有應變測量元件，用于測量加載在試驗件7上的應力；本實施例中的應變測量元件的應變傳感器；
[0023]基座1為本實施例加載裝置的支撐部分，其形狀如圖3所示，可以是長方體框架結(jié)構、一面帶有凹槽的長方體或多面體、具有兩個平行且位于同一軸線上的兩塊豎直的面板，基座1內(nèi)對稱的兩個側(cè)壁中心開有同軸的方形通孔，通孔內(nèi)安裝有導軌6 ；
[0024]如圖4所示，加載塊2具有一個長方體端和一個圓柱端；沿加載塊2的軸線方向在長方體的外端開有凹槽，在長方體具有凹槽的部分開有垂直于軸線的銷釘安裝孔，用于安裝銷釘3 ；圓柱形的外端具有外螺紋；
[0025]兩個加載塊2的長方體端分別插入基座1兩端側(cè)壁中心的方形通孔內(nèi)，并露出加載塊2圓柱端的外螺紋；將試驗件7安裝在兩個加載塊2的長方體端凹槽內(nèi)，通過銷釘3穿過試驗件7與加載塊2連接；加載塊2圓柱端的外螺紋伸出基座1的外面，在安裝墊片4后，安裝螺母5通過擰緊螺母5可以帶動加載塊2向基座1外部移動，通過銷釘3對試驗件施加拉伸加載。
[0026]本實施例所述的基座1上的導軌是同軸的，保證加載塊2是同軸的，不會對加載產(chǎn)生偏矩。
[0027]本實施例所述的試驗件通過銷釘3與加載塊2連接，不會產(chǎn)生附加彎矩。
[0028]本實施例所述的加載塊2與基座1上的導軌配合，由于為方形導軌，因此在采用螺母5加載是不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，因此不會對試驗件施加扭矩。
[0029]本實施例所述的螺母5是帶有自鎖功能的螺母。
[0030]本實施例所述裝置的試驗件7通過兩端加載孔與加載裝置相連，試驗件中部采用預制裂紋形式加速應力腐蝕試驗，縮短試驗時間。
[0031]本實施例所述裝置在使用時應對基座1上的導軌、加載塊2上的螺紋以及螺母5與墊片4間隙進行潤滑，方便加載，同時可考慮采用其他防松措施保證加載不會松弛。
[0032]本實施例的金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)試樣的純拉伸加載，保證試樣截面載荷的均勻性，通過在試驗件7表面粘貼應變測量元件，可以做到應變的準確加載，為了加速應力腐蝕試驗，通常采用含預制裂紋的試驗，預制裂紋為貫穿厚度的裂紋，采用足夠的裝置可以進行大批量全浸泡試驗。
[0033]顯然，本領域的技術人員可以對本實施例進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其特征在于:包括基座(I)、兩個加載塊(2)、銷釘(3)、螺母(5)、導軌(6)和試驗件(7); 試驗件(7)的兩端開有通孔作為加載孔，加載孔的形狀與銷釘(3)相適應，表面粘貼有應變測量元件，試驗件(7)中間還開有預制裂紋；基座(I)對稱的兩個側(cè)壁開有同軸的通孔，通孔內(nèi)安裝有導軌(6);加載塊(2)的一端開有凹槽，還開有垂直于并穿過凹槽的銷釘安裝孔，另一端為圓柱形，并且具有外螺紋；兩個加載塊(2)分別穿過基座(I)兩端側(cè)壁的通孔，并露出加載塊(2)的外螺紋；將試驗件(7)兩端分別安裝在兩個加載塊(2)的凹槽內(nèi)，通過銷釘⑶穿過試驗件(7)和加載塊(2)的銷釘安裝孔；在加載塊(2)的外螺紋部分安裝螺母(5)。
2.如權利要求1所述的一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其特征在于:所述基座(I)對稱的兩個側(cè)壁開的通孔為方形孔，加載塊(2)開有凹槽的一端外形為方形，與基座(I)側(cè)壁的方形孔形狀相適應。
3.如權利要求1所述的一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其特征在于:所述加載塊(2)的外螺紋與螺母(5)之間安裝有墊片(4)。
4.如權利要求1所述的一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其特征在于:所述的螺母(5)為帶有自鎖功能的螺母。
5.如權利要求1所述的一種金屬材料應力腐蝕試驗加載裝置，其特征在于:所述基座(I)上的導軌、加載塊⑵上的外螺紋以及螺母(5)與墊片(4)間隙均進行潤滑。
【文檔編號】G01N3/08GK204188503SQ201420675892
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權日:2014年11月6日
【發(fā)明者】劉德博, 黃誠, 馬云龍, 常志龍, 胡正根, 劉觀日, 吳會強, 楊瑞生 申請人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術研究院